第一章绪论

1.1引言

伴随着社会的进步，时代的发展，我国生产力不断提高，大量新兴的科学技术不断涌现，然而全球人口总数过大、人均资源量减少和生态环境的恶化的问题越来越严重。随着环境污染问题的严重，人们开始意识到保护环境的重要性，人们开始尝试部分解决方法，然而效果有限；但是占地球面积70.8％的海洋还未被完全利用，海洋面积广阔，海底蕴藏的巨大且丰富的资源，海洋是解决这些问题的一条新通路。于是，欧美等大国开始了对海洋资源的争夺，许多国家纷纷开始探索未知的海洋，开发海底资源。我国地大物博，幅员辽阔，资源无数，然而人口基数的庞大导致了我国人均资源很少，但是我国东部和南部临海，拥有着绵长的海岸线，许多的岛屿，领海面积更是巨大，这些海洋资源还未全部开发[1]。因此，在沿海和海上经济开发成为了发展中国经济的一条新路。如果我国想要进一步的开发海洋就要建设一些海上的平台并且要建设各种功能的船只。但是大海里存在着各种各样的生物和元素，这导致了许多金属材料在海洋里会发生各种各样的腐蚀，这种腐蚀不仅是对材料的浪费，而且会引发各种各样的安全事故，对人生安全和国家经济发展带来危险[2]。如果对这些材料的损失置之不理，我国将损失上千亿的资金。但是如果能够开发新材料，解决这些金属材料的腐蚀问题，就可以更进一步的提高我国经济发展速度，同时也为我国进一步探索海洋铺设了基础。

由于成本问题，许多厂商在建设海上设施时，采用碳钢和铸铁来制造，来达到低成本的目标，虽然成本降低了，但是由于其耐蚀性较差，容易发生腐蚀破坏，使得这些材料在日常的维护和维修方面花费较多，而且容易导致机器的损坏，缩短了机器的使用年限，降低了使用频率，更有甚者造成了严重的事故[3]。21世纪，各种新型材料层出不穷，而铜合金凭借其优异的耐海水腐蚀性能，直接代替了碳钢和铸铁，成为海上设施的水冷系统中不可缺少的新型材料。

随着科技的进步，人们更迫切的想提高冷却效率，而铜合金虽然有着较大的优势，但是由于其力学性能等其他方面的问题，使得它在海水的高速冲刷下发生了严重腐蚀，使得许多水冷系统的管道破碎，引发泄露，导致部分设施无法正常工作，造成了不小的损失。

由于铜合金在海上的表现越来越差，人们开始意识到海洋腐蚀虽然海水这种天然的电解质可以通过有较好的耐海水腐蚀性的材料来减缓腐蚀，但是腐蚀最为厉害的当属海水的冲刷腐蚀。虽然温度、流速、含沙量、含氧量等因素都会对材料造成腐蚀影响，但是冲刷腐蚀是一个不可忽视的因素。一旦这些因素与冲刷腐蚀结合后，对材料的腐蚀将会是毁灭性的。它所造成的经济损失不可小瞧，直接影响了海洋工程的进展

[4]。因此，人们开始寻找新型材料来减少成本。而高氮钢凭借其优良的耐腐蚀性，以

及低廉的成本，受到人们的关注。因此研究高氮钢在海洋环境下的冲刷腐蚀是一种可以加快我国海上竞争力的一种新方法。

1.2 高氮钢的概况

1.2.1高氮钢的定义

近年来，随着高新材料的迅速发展，不锈钢中加入氮元素可以有效的改善不锈钢的力学性能，还可以增加耐腐蚀性，因此出现了许多针对含氮钢的研究，加快了它的发展。对于大多数的钢来说，氮含量超过一定量就会导致钢铁性能劣化，而高氮钢中的氮反而能增强材料性能。Speidel就把高氮钢定义为当铁素体基体中的氮含量超过0.08%或奥氏体基体中的氮含量超过0.4%的钢是高氮钢。